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5件中 1-5の結果を表示しています
  • 白井 仁人
    科学基礎論研究
    2021年 49 巻 1 号 15-31
    発行日: 2021年
    公開日: 2021/12/14
    ジャーナル フリー

    The ensemble interpretation (EI) of quantum mechanics has been proposed by physicists and philosophers (e.g., A. Einstein, K. R. Popper, and A. Lande). However, it is not accepted widely among modern scientists. This is because the EI is regarded as a kind of the hidden variable theories. The scientists believe that the EI is inconsistent with violation of Bell's inequalities. The present paper points out that there are various types of the EI. Several of them can be consistent with the violation. The non-local type of the EI proposed by Shirai in 1998 is also consistent. We call it “holistic ensemble interpretation (HEI).” The non-locality in the HEI includes a temporal non-locality (i.e., a future dependence), implying that the present distributions depend on the future conditions. The concept of the future dependence would be so controversial that we discuss it deeply in the latter half of the paper. Many scientists may think of it as a doubtful concept, because it disagrees with the concept of “free will.” However, there are several reasons why we should consider the future dependence.

  • 木村 元
    科学基礎論研究
    2013年 40 巻 2 号 79-84
    発行日: 2013/03/25
    公開日: 2017/08/01
    ジャーナル フリー
    The problem to search physical principles of Quantum Mechanics is discussed by focusing on its significance from both points of view of instrumentalism and realism. After a brief review of the general probabilistic theories, we introduce the recent developments of the problem which are derived especially in the field of quantum information theory.
  • 田窪 洋介, 筒井 泉, 長野 邦浩
    日本物理学会誌
    2025年 80 巻 6 号 299-304
    発行日: 2025/06/05
    公開日: 2025/06/05
    ジャーナル 認証あり

    量子もつれは量子力学に特有の性質であり,系を構成する部分の間に特異な相互依存性(相関)を引き起こす.例えば2個の電子が1重項状態にあるとき,片方の電子のスピンをz方向に測って結果が+1なら他方の電子のスピンは必ず-1になり,またこの相関は測る方向に依らない.だから,もし2個の電子が遠距離にあって片方の測定の影響が直ちに他方に及ばない(局所性)とするならば,他方のスピンの値は測定とは無関係に予めどの方向にも確定していなければならない(実在性).ところが,量子力学では異なる方向のスピンの値が同時に確定した状態は存在しない.1935年にアインシュタインらは,このような本来の自然界の局所実在性の観点から,量子力学は実在する物理量の値を確定的に記述できない不完全な理論であると主張した.

    長い間,この考えの科学的検証は困難だと思われていたが,1964年にベルが,局所実在性の下では許される相関が不等式の形で制限されることを発見する.このベル不等式の検証実験(ベル・テスト)は,これまで低エネルギー領域の光子や電子などのスピン相関の測定を通して行われ,その結果,局所実在性が否定されると共に,量子力学の相関の正しさが高い精度で確かめられてきた.またその研究過程で量子もつれに対する認識が深まり,現在の量子情報科学への扉が開かれたのであった.

    自然界の非局所実在性を普遍的に確証するには,質量の大きな粒子や高エネルギー領域でのベル・テストが必須になるが,低エネルギーでのスピン測定と較べて高エネルギー物理現象での測定制禦が難しいことから,有意な検証実験は困難だと考えられてきた.しかし最近,高エネルギー物理学の手法を用いた量子もつれの研究がホットな話題になりつつあり,その中で欧州原子核研究機構の大型ハドロン衝突型加速器(LHC)を用いたATLAS実験が,ベル・テストを行う上で有望な候補になっている.

    ATLAS実験は世界最高エネルギーの陽子・陽子衝突によって生成されるヒッグス粒子の測定や新粒子の探索が中心であるが,量子もつれ状態にあるB0中間子対も大量に生成されており,ベル・テストにはそのフレーバーの相関を用いる.B0中間子対のフレーバーは崩壊モードから測定され,崩壊時刻がスピンの測定軸の選択に相当し,その結果,フレーバー相関は電子のスピン相関と類似のものになる.

    ベル・テストの完全な実施を妨げる「抜け穴」として,2個の粒子の測定が局所的に行われず因果的に独立ではなくなることや,スピン方向の測定選択が自由にできていない可能性が知られている.ATLAS実験でのB0中間子対のフレーバー測定ではこの局所性が十分に確保されており,また量子崩壊の本質的なランダム性のため,選択の自由性も保証される.したがって,ATLAS実験での測定が実現できれば,最高エネルギー領域での局所性と選択の自由性が満たされたベル・テストが可能になる.

    実際,我々のシミュレーションによれば,1回のビーム衝突で陽子・陽子衝突が1回程度生じる実験において1 fb-1の衝突量のデータを得る場合には上の条件が満たされ,ATLAS実験でのベル・テストの実現性が示された.B0中間子対の非局所相関はCP対称性の破れとも関連しており,この検証実験を契機として,今後,量子もつれに基づく素粒子研究の新たな道が拓かれることが期待される.

  • 粟屋 かよ子
    四日市大学環境情報論集
    2003年 7 巻 1 号 51-68
    発行日: 2003/09/30
    公開日: 2019/12/01
    ジャーナル フリー
    The methodology is one of the most pressing matters for advancing "Environmental Physics". Studying the essence of life phenomena shows us that a reductionistic approach for one place is not enough at all and it might be even worse for solving environmental problems. On the contrary, it is also very important to find emergence patterns which recognized by the same ecological studies about many other places (or many other past periods in the same place). Both of these methods, the reductionistic approach within one place and finding emergence patterns out of many places including that place, are important and complement for us to solve today's environmental problems on earth.
  • 筒井 泉
    日本物理学会誌
    2014年 69 巻 12 号 836-844
    発行日: 2014/12/05
    公開日: 2018/09/30
    ジャーナル フリー
    ベル不等式とベル定理の物理的な意義について,その歴史的背景と今日における影響を含めて解説する.EPR論文で提示されたアインシュタインの量子論に対する懐疑的立場は,ベルによって局所実在性を持つ隠れた変数の理論として体現されて,実験的にその可否が検証可能な形となった.それが2者間の相関に関するベル不等式であり,これまで数多くの検証実験が行われてきたが,本稿ではこれらの実験に共通する問題点と近年の展開を概観し,その物理的意味を吟味する.実験的に明らかとなったベル不等式の破れは,物理量の実在性がアインシュタインが想定したような局所的なものではなく,非局所的にも測定の状況(文脈)に依存するものであることを示唆している.
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